• Sonuç bulunamadı

GENEL KİMYA

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "GENEL KİMYA"

Copied!
72
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

Madde ve Özellikleri

I.DERS

(2)

Kaynaklar:

ar 1

2

GENEL KİMYA

Raymond CHANG

Çeviri Editörleri:

(3)

3

GENEL KİMYA1/2

Petrucci -Horwood –Herring

Çeviri ed.

T. UYAR-S. AKSOY

(4)

Kaynaklar:

4

MODERN

ÜNİVERSİTE

KİMYASI 1/2

C.E. MORTIMER Çeviri T. ALTINATA vd

(5)

5

Kimya Nedir?

Kimya, evrendeki bütün maddelerin özelliklerini ve değişimlerini inceleyen bir bilim dalıdır.

• Biyoloji, eczacılık ve tıp

Anestezi, aşı, ilaç, gen tedavisi •Enerji ve çevre

Fosil yakıtlar, güneş enerjisi, nükleer enerji • Malzeme ve teknoloji

Polimerler, seramikler, moleküler bilgisayarlar

• Tarım ve gıda

(6)

6

(7)

7

KİMYANIN BÖLÜMLERİ

ORGANİK KİMYA: C ve bileşiklerini inceler.İNORGANİK KİMYA: Genellikle C ve bileşikleri

dışındaki maddeleri inceler.

ANALİTİK KİMYA: Maddelerin tanınması, analizi,

bileşiminin nicel ve nitel yönden incelenmesiyle ilgilenir.

FİZİKOKİMYA: Maddelerin enerji ilişkilerini ve hal

değişimlerini inceler.

BİYOKİMYA: Canlıların yapısında gerçekleşen

kimyasal olayları ve bunların sonuç ve etkilerini inceler.

NÜKLEER KİMYA: Atom çekirdeğindeki

(8)

Madde nedir?

Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her

şey maddedir.

Tüm maddeler, en azından ilke olarak

üç halde bulunabilirler: katı, sıvı ve gaz.

(9)

9

Maddenin Yapısı

Madde:  Tanecikli yapıda  Boşluklu yapıda  Hareketli yapıda

(10)

10

Maddenin Yapısı

 Madde taneciklerden meydana geliyorsa,

tanecikler neden görülemiyor?

 1 damla suda 2x1021 tane su

molekülünün (H2O, suyu oluşturan

tanecikler) bulunması, çıplak gözle

neden maddeyi oluşturan taneciklerin görülmediğini açıklar.

(11)

11

Maddenin Yapısı

Maddedeki tanecikler:  Atomlar  Moleküller  İyonlar

(12)

12

Maddenin Yapısı

 Demir çubuk, bir şişedeki cıva, bakır kap,

alüminyum çerçeve, tanecikleri atomlar olan maddelere örnek verilebilir.

 Bir kaptaki su (H2O), alkol (C2H5OH), aseton (C3H6O), çay şekeri (C12H22O11) ve bir tüpteki oksijen (O2) tanecikleri

moleküller olan maddelere örnek teşkil

(13)

13

Maddenin Yapısı

Tanecikleri iyonlar olan maddeler:

 Sodyum klorür (yemek tuzu) NaCl Na+, Cl

- Kalsiyum Karbonat (kireç taşı) CaCO3

Ca2+, CO3

2- Sodyum karbonat (çamaşır sodası)

(14)

2-14

Maddenin Yapısı

Maddenin boşluklu yapısı:  50 mL su ve 50 mL alkol karıştırıldığı zaman

toplam hacim daima 100 mL den daha az (90-95 mL) olur. Bu durum nasıl açıklanabilir?

 Aynı durum, taneli yapılı

maddeler (nohut-pirinç vb) içinde düşünülebilir.

(15)

15

Maddenin Yapısı

Maddenin Taneciklerinin Hareketliliği

 Maddenin taneciklerinin hareketli olduğu,

maddenin gaz hali göz önüne alındığında daha kolay anlaşılır.

 Bir maddenin gaz halindeki tanecikleri

hareketli olmasaydı, evde hangi

yemeklerin piştiği apartman girişinde anlaşılabilir miydi?

(16)

16

Maddenin Halleri

 Maddenin bulunma durumlarına

maddenin halleri denir.

 Maddenin halleri

 Katı  Sıvı  Gaz

(17)

17

(18)

18

Maddenin Halleri

 Su molekülünün üç hali

(19)
(20)

20

Maddenin Halleri

Madde Hallerinin Özellikleri

Hal Özellik

Katı(k) Kütlesi, hacmi ve şekli belirlidir.

Sıvı(s) Kütle ve hacim belirlidir.

Şekil değişir ve konulduğu kabın şeklini alır.

Gaz(g) Kütle belirlidir. Konulduğu

kabın hacmini kaplar.

(21)

21

Maddenin Halleri

 Maddenin Plazma Hali: Elektrikçe nötr

olan; atom, iyon, elektron ve moleküllerin bir arada bulunduğu karışıma plazma

hali denir.

 Daha çok yüksek sıcaklık ve basınçta

plazma hali ile karşılaşılır.

 Güneş, kibrit alevi, floresan lambadaki

ışıldama maddenin plazma haline örnek verilebilir.

(22)

Çekirdek Birleşmesi - Füzyon

Çekirdek birleşmesi, küçük çekirdeklerin daha büyük bir çekirdek oluşturmak için birleşmesidir. İki hafif çekirdek daha büyük ve kararlı bir çekirdek oluşturmak üzere birleşirse önemli miktarda enerji açığa

çıkar.

Çekirdek birleşmesi güneşte sürekli olarak meydana gelir. Güneş hidrojen (H) ve helyumdan (He) oluşmuştur. Bu atomlar da elektron, H+ ve He2+ şeklinde iyonlaşmışlardır. 15000000 oC’lik bir sıcaklığı olan güneşin iç kısmında aşağıdaki birleşme reaksiyonları olur:

11H + 12H → 23He

23He + 23He → 24He + 211H 11H + 11H → 12H + +10β

Bu olay çekirdek birleşmesi ile enerji üretimi düşüncesinin temel dayanağıdır.

(23)

Kısaca, güneşin enerji kaynağını 4 Hidrojen atomunun 1

Helyum atomuna dönüşmesi sırasında gerçekleşen reaksiyon karşılar.

4 H atomu 4,032 akb birim ağırlıktadır. Halbuki 1 He atomu 4,003 akb birim ağırlıktadır.

Bu olay sonucunda 0,029 akb kütle E = mc2 bağıntısı sonucu enerjiye dönüşmektedir. Yani güneşte her saniyede

564 milyon ton H, 560 milyon ton He’a dönüşmekte ve

kaybolan 4 milyon ton kütle enerjiye dönüşerek ışınım şeklinde uzaya yayılmaktadır.

Bu enerji miktarı 3.86 x 1026 J’ dür. Toplam enerji rezervi 1.785 x 1047 J olan Güneş daha milyonlarca yıl ışımasını sürdüreceğinden dünya için sonsuz olarak kabul edilebilecek bir enerji kaynağıdır.

(24)

24

Maddedeki Hal Değişimleri

Katı

SIVI

Gaz

Buharlaşma Yoğunlaşma Erime Donma K ır a ğı la şm a S üb li m le şm e

(25)

25

Maddenin Sınıflandırılması

 Çevremizde görülen bütün maddeler

aşağıdaki gibi sınıflandırılır. Madde

Saf maddeler Karişimlar

Elementler Bileşikler Homojen

Karişimlar HeterojenKarişimlar

Süspansiyonlar (Kireçli su) Emülsiyonlar (Yağ+su) f iziksel yöntemlerle

ayrilabilir

Kimyasal yöntemlerle ayrilabilir

(26)

26

Saf maddeler ve karışımlar

 Bir saf madde, belirli ya da sabit bir bileşimi olan ve kendine özgü

özellikleriyle ayırt edilebilen maddedir.

 Bir karışım, iki ya da daha fazla saf

maddenin bir araya gelmesiyle oluşur.

 Karışımın bileşimi maddenin her

tarafında aynı ise homojendir.

 Karışımın bileşimi maddenin her

(27)

27

Karışımlar

 Bileşimleri belli bir kimyasal formülle

ifade edilemeyen maddelerdir.

 Karışımların erime ve kaynama noktaları

sabit değildir.

 Tuzlu su, içme suyu, çay, kahve ve

toprak karışımlara örnek olarak verilebilir.

(28)

28

Homojen Karışımlar

 Alaşımlar ve çözeltiler homojen karışımlardır.

 Çözelti; çözünen ve çözücü’den oluşup

(29)

29

Çözeltiler

Çözelti çeşidi Örnekler

Sıvı-sıvı Kolonya (alkol-su-esans)

Katı-sıvı Tuzlu su, şekerli su

Katı-katı Alaşımlar:

Demir-karbon (çelik), bakır-çinko (pirinç) vb

Sıvı-gaz Kolalı içecekler

(30)

30

Heterojen Karışımlar

 Her tarafında aynı özelliğe sahip

olmayan karışımlara heterojen karışım

denir.

 Heterojen karışımlarda iki faz ayrı ayrı

(31)

31

Heterojen Karışımlar

 Sıvı-katı heterojen karışımlara

süspansiyon denir.

Su-kum, su-un, bulut (hava-su buharı

karışımı), ayran birer süspansiyon örneğidir.

 Sıvı-sıvı heterojen karışımlara emülsiyon

denir.

Su-zeytin yağı, su-benzin karışımı birer

(32)

32

Aerosol (Heterojen karışım)

 Bir sıvının ya da bir katının gaz içinde

çözünmesi

 Örneğin;

 Sigara dumanı (Gaz içinde katı)  Toz bulutu (Gaz içinde katı)

 Sis (Gaz içinde sıvı)

 Köpük (Gaz içinde sıvı)

(33)

33

Karışımlar fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılabilirler.

Mıknatıs yardımıyla Distilasyon

(34)

Element ve bileşikler

 Saf madde kimyasal yollarla daha basit

bileşenlerine ayrılamıyorsa bu madde

elementtir.

 Henüz 114 tane element bilinmektedir.

Bunların sadece 82 tanesi doğal, 32 tanesi ise yapaydır.

(35)

35

Element ve bileşikler

 Farklı cins elementlerin atomlarının bir

araya gelerek oluşturdukları

taneciklerden (moleküller veya iyonlar)

meydana gelen maddelere bileşik denir.

 Bileşikler saf maddelerdir.

 Bütün saf maddelerin erime ve kaynama

noktaları sabittir.

 Bileşikler sadece kimyasal yollarla

(36)

Bileşikleri ya da elementleri oluşturan en küçük tanecikler atom kümeleriyse molekül olarak

adlandırılırlar.

Alüminyum elementi atomik yapıdayken oksijen elementi moleküler yapıdadır.

36

(37)

37

Bileşikler

Bileşik adı Formülü Bileşik Çeşidi

Su H2O moleküler

Etil alkol C2H5OH moleküler

Aseton C3H6O moleküler

Karbon dioksit CO2 moleküler

Sodyum klorür NaCl iyonik

(38)

38

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Ayırt Edici Özellik Katı Sıvı Gaz

Özkütle + + + Erime noktası + - -Donma noktası - + -Kaynama noktası - + -Yoğunlaşma noktası - - + Çözünürlük + + + Genleşme + + -Esneklik + -

(39)

-39

Maddenin Genel Özellikleri

 Hacim

 Kütle

 Eylemsizlik (Cisimlerin hareket

(40)

40

Maddenin ayırt edici özellikleri

Yalnız öz kütlesi veya yalnız

erime noktası veya yalnız

kaynama noktası bilinen bir

maddenin hangi madde olduğu

anlaşılabilir mi?

(41)

41

Maddenin ayırt edici özellikleri

• Nikelin öz kütlesi 8,9 g/cm3’tür. Acaba öz

kütlesi 8,9 g/cm3 olan bir madde nikel midir?

• Öz kütlesi demirin 7,86 g/cm3 ve gümüşün

10,5 g/cm3 ’tür. Belli bir oran da demir ve gümüşten karıştırarak öz kütlesi 8,9 g/cm3 olan alaşım hazırlanabilir. Bu durumda öz kütleleri 8,9 g/cm3 olan madde nikel de

olabilir, demir – gümüş alaşımı da olabilir. Demek ki, öz kütle yalnız başına tam

anlamıyla ayırt edici olma özelliği göstermeyebilir.

(42)

42

Maddenin ayırt edici özelliklerinin

her biri tek başına yeterli mi?

 Erime noktası

 Kaynama noktası

 Yoğunluk

 Kırılma indisi  İletkenlik

vb fiziksel özellikler tek başlarına bir maddeyi teşhis etmek için kullanılamazlar. Aynı erime noktasına sahip binlerce molekül vardır.

(43)

43

Fiziksel ve Kimyasal Özellikler

 Maddenin rengi, kokusu, hacmi, hali,

yoğunluğu, erime noktası ve kaynama noktası gibi bazen beş duyumuzla doğrudan bazen de ölçümler yaparak tespit edilen özelliklere

maddenin fiziksel özellikleri denir.

 Maddenin enerji etkisiyle ya da diğer kimyasal

maddelerle yeni maddeler oluşturabilme

yeteneğine maddenin kimyasal özellikleri

(44)

44

Fiziksel ve Kimyasal Değişmeler

 Maddenin taneciklerinin yapısının

değişmediği durumdaki değişmelere

fiziksel değişme denir.

 Maddenin hal değiştirmesi bir fiziksel

değişmedir.

 Hal değişimi sırasında maddenin

taneciklerinin yapısında bir değişme

olmaz. Sadece, taneciklerin enerjileri ve bir araya gelme biçimleri değişir.

(45)

45

Fiziksel ve Kimyasal Değişmeler

 Maddenin taneciklerinin yapısının

değiştiği durumdaki değişmelere

kimyasal değişme denir.

 Odunun yanması, dinamit’in ısıtıldığında

patlaması, demirin paslanması birer kimyasal değişme örnekleridir.

(46)

46

Kimyasal Değişme (Reaksiyon)

 Kimyasal değişmelere çoğunlukla

“Kimyasal Reaksiyon” denir.

 Bir kimyasal reaksiyonda, başlangıçta

alınan maddelere “reaktantlar” veya

reaksiyona girenler denir.

 Reaksiyon sonucunda meydana

gelenlere de ürünler denir.

(47)

47

Fiziksel değişim bir maddenin kompozisyonunu ya da bileşimini değiştirmez.

Kimyasal değişim ise maddenin kompozisyonunu ya da bileşimini değiştirir.

(Buzun erimesi ya da şekerin suda çözünmesi)

H2 havada yandığı zaman suya dönüşür.

(48)

Yaygın Elementler ve Sembolleri

48

Al Alüminyum Ag Gümüş Mg Magnezyum Au Altın He Helyum Ne Neon Ar Argon H Hidrojen Ni Nikel As Arsenik I İyot O Oksijen N Azot Sn Kalay Pt Platin Cu Bakır Ca Kalsiyum K Potasyum Ba Baryum C Karbon Cs Sezyum Br Brom Cl Klor Si Silisyum Hg Civa Co Kobalt Sr Stronsiyum Zn Çinko Pb Kurşun Ti Titan F Flor S Kükürt U Uranyum P Fosfor Li Lityum Xe Ksenon

(49)

İYONLAR

1-Katyonlar: Yüksüz atom elektron verdiğinde katyona dönüşür.

(50)

Anyonlar: Yüksüz atom elektron aldığında anyona dönüşür

(51)

Ölçme

51 Kimyasal çalışmalar ağırlıklı olarak

ölçmeler üzerinedir.

Maddelerin özellikleri yapılan ölçümlerle belirlenir.

Ölçülen bir miktar genel olarak sayılarla ve uygun birimlerle ifade edilir.

(52)

52

SI (Systeme International d’Unites) Birimleri

Günümüzde ölçüm birimleri olarak, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) adı verilen bir standart birim sistemi kullanılmaktadır.

Temel SI Birimleri

Fiziksel büyüklük Birim adı Kısaltılışı

Kütle kilogram kg

Uzunluk metre m

Zaman saniye s

Sıcaklık kelvin K Madde miktarı mol mol Elektrik akımı amper A Aydınlatma şiddeti kandil cd

(53)

Kütle ve Ağırlık

Kütle (mass), madde miktarının değişmez bir

ölçüsüdür.

Ağırlık (weight) ise, madde ile yer küre

arasındaki çekim kuvvetidir.

w = mg

(54)

Edwin Aldrin ay yüzeyinde. Resim 1969’da Neil Armstrong tarafından çekilmiştir. Armstrong’un ve Aldrin’in giydiği elbiseler çok fazla yük gibi görünüyor. Fakat, ay kütlesi, dünyanın 1/81’i ve aradaki çekim ivmesi, yerçekiminin 1/6’sı olduğu için bu elbiselerin aydaki ağırlığı dünyadaki ağırlığının sadece 6’da 1’idir.

Çanakkale ile Kars şehirleri yaklaşık aynı enlemde olmalarına rağmen herhangi bir nesnenin ağırlığı Kars’ta daha azdır (yükseklik farkı). Sinop ile Mersin şehirlerinin her ikisi de deniz seviyesinde olmasına rağmen herhangi bir nesnenin ağırlığı Sinop’ta daha büyüktür (enlem farkı).

Görüldüğü gibi ağırlık yer değişikliğinde değişebilirken, kütle değişmez.

(55)

55

Birim Sistemleri

 Bir büyüklüğü ölçmek için karşılaştırma

amacıyla seçilen aynı cinsten büyüklüklere birim denir.

 Kimya’da kullanılan SI Uluslararası birimler:

(The International System of Units, Système International d'Unités)

 KÜTLE: ton, kg, g, mg

 1000 mg = 1 g

 1000 g = 1 Kg

(56)

56

Birim Sistemleri

 MADDE MİKTARI: Mol

Bir kimyasal türün 1 mol’ü, 6,022.1023

atom, molekül, iyon, elektron veya iyon

çiftidir.

 HACİM: L, mL, cm3

Uzunluğun küpü

(57)

57 57

1999’da Mars’a gönderilen ilk iklim uydusu ($125,000,000 ) planlanan daha fazla (100 km) mars atmosferine girmiş ve ısınarak parçalanmıştır. Hata İngiliz birim sisteminden SI birim sistemine dönüştürme işleminden kaynaklanmıştır.

1 lb = 1 N

1 lb = 4.45 N

Kuvvet = kütle x ivme 1 lb = 0,4536 kg

(58)

58

Hacim (m

3

)

1 cm3 = (1 x 10-2 m)3 = 1 x 10-6 m3 1 dm3 = (1 x 10-1 m)3 = 1 x 10-3 m3 1 L = 1000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

(59)

59 59

Yoğunluk (kg/m

3

)

1 g/cm3 = 1 g/mL = 1000 kg/m3

yoğunluk = hacimkütle d = Vm

Yoğunluğu 21,5 g/cm3 olan bir platin metalinin hacmi

4.49 cm3’ ise kütlesi kaç gramdır?

d = Vm

(60)
(61)

61

Birim Sistemleri

 ZAMAN:

 Yıl, ay, gün, saat, dakika, saniye

 UZUNLUK:

 Metre (ve alt ve üst katları)

 Angstrom (Å) = 10-10 m

(62)

Uzunluk önekleri

(63)

63

Sıcaklık

K = 0C + 273 273 K = 0 0C 373 K = 100 0C 0F = x 9 0C + 32 5 32 0F = 0 0C 212 0F = 100 0C

(64)

64 172.9 0F’ı Celsius (0C)’ a çeviriniz. 0F = x 9 0C + 32 5 0F – 32 = x 9 0C 5 x (0F – 32) = 0C 9 5 0C = x (0F – 32) 9 5 0C = x (172.9 – 32) = 78,3 9 5

(65)

65

Birim Sistemleri

 BASINÇ

 Atm, Bar, Torr, mm-Hg

 1 atm= 760 torr=760 mm-Hg

(66)

66

Birim Sistemi

 Birim sistemlerinde kullanılan alt ve üst

kat önekleri

ÖNEK KAT SEMBOL

 mili 10-3 kat m

 kilo 103 kat k

 mikro 10-6 kat 

(67)

67

Birim Sistemi

Kimyada Kullanılan Bazı Sabitler

 R (İdeal Gaz Sabiti)

 R=0,082 L.atm./mol. K

 R=1,987 kal./mol. K

 R= 8,314 jull /mol. K

(68)

68

ANLAMLI SAYILAR

 Milattan önce 4000 li yıllar ifadesindeki 4000

rakamının doğruluk ve hassasiyeti nedir?

 3 gr, 3,0 gr, 3,00 gr aynı mıdır?  40±2 neyi ifade eder?

  sayısı kaç basamak?

3,14159265358979323846264338327950288419716939 93751058……….

(69)

69

ANLAMLI SAYILAR

 YUVARLAMA:

 Virgülden sonra alınacak hane basamağından

sonra gelen rakamlar 0,1,2,3 ve 4 ise atılır;

 Virgülden sonra alınacak hane basamağından

5, 6, 7, 8 ve 9 ise en son kalan rakam bir artırılır

 Örneğin 3,141592 … rakamı virgülden sonra

iki haneli olacaksa 3.14 olur eğer virgülden sonra üç hane olacaksa 3,142 olur

(70)

70

ANLAMLI SAYILAR

 Üslü sayılar  0,000000106= 1,06x10-7  1060000000=1,06 x109  753279880650=7,53x1011

(71)

71

ÇEVİRME FAKTÖRÜ

 Matematiksel işlemlerde birimler dikkate

alınmalı ve çevirme faktörleri kullanılarak anlamlı birimleri ifade eden rakamlar elde edilmelidir. İstenen miktar ve birimi X Verilen miktar ve birimi Çevirme f aktörü

(72)

72

ÇEVİRME FAKTÖRÜ

 Örnek: 36 km/saat kaç m/sn’dir?

? m sn 36 km saat X 1000 m 1 km X 1 saat 3600 sn İstenen miktar ve birimi Verilen miktar ve birimi Çevirme f aktörü 10 m/sn

Referanslar

Benzer Belgeler

Nörolojik paraneoplastik sendrom (NPNS)’da; insanlarda, merkezi sinir sistemi, omurilik, perifer sinir sistemi, nöromuskuler kavşak ve kasların etkilendiği belirtilirken

Yönetim Bilimleri Dergisi (2: 2) 2004 Journal of Administration Mobbing kavramı, örgütsel psikolojik şiddeti tanımlamak amacıyla kullanılmaktadır.. Mobbing kavramını

Genellikle preoperatif olarak malign veya benign ayrımı net yapılamayan ve genellikle rastlantısal olarak saptanan akciğerin sklerozan hemanjiomu; kadınlarda ve 30 ile 50

((Dünya, cumhuriyet namı al­ tında imparatorluklar, yine cumhuriyet namı altında.. mutlakiyetler

Asıl ismi Mehmet Ziya olan Gökalp 1876 da doğdu, idadiyi bitirdikten sonra amcası Habib efendiden arapça ve farsça, kendi kendine de fransızca

Asık suratlı, karamsar olma­ sın diye kadın erkek cenazeye katılacakla­ rın beyaz veya açık renk giyinmesini iste­ dim” diye açıkladı.. Cenazeye çelenk gönderilmemesini

Bu açıdan bakıldığında çalışmada önerilen türbin bazında senelik ve günlük gibi uzun ve kısa dönemli saatlik veya 10 dakikalık çözünürlükte rüzgâr

Having analysed the data and examined the countries’ economic, social, political, and institutional contexts I have made comparisons of the fiscal and monetary policy